超聲波流量計精選(九篇)

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第1篇：超聲波流量計范文

【關鍵詞】超聲波流量計;噪聲;抗干擾

1.超聲波流量計概述

超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表，目的是解決一些測量困難的問題。超聲波流量計，集計算機和傳感器技術于一身，將聲學的研究成果與現代電子技術結合在一起，可以用于多種液體的測量。

2.噪聲來源

在超聲波流量計測量系統中，構成噪聲源物質的類型很多。如：

（1）流量計安裝環境中可能存在的較大的電場和磁場干擾;

（2）靠近水泵安裝時的水泵帶來的接近于超聲波信號的噪音;

（3）操作人員隨身攜帶的通信系統;

（4）電源中的高次諧波;

（5）電路板上高頻晶體振蕩器所帶來的噪聲干擾。對于從外界來的噪聲干擾源，主要采用降低電路對噪聲的敏感度、減少噪聲拾取、切斷噪聲耦合路徑的辦法解決，而對于來自于系統內部，如電路板上的噪聲源，則采取信號地、數字地分離、多點接地、合理布線的方法解決。

典型的噪聲路徑框圖如圖1所示。可以看出，一個噪聲問題的產生必須具備三個要素，首先，必須有噪聲源;其次，必須有對噪聲敏感的接收器;第三，必須有一個將噪聲從源頭傳送到接收器的耦合路徑。因而要解決噪聲問題就必須從這三個方面著手解決。

圖1 噪聲產生的三要素

3.改良措施

3.1 濾波

因為超聲波信號的頻率大致為1Mhz，由運放和電容等器件構成的有源濾波器的帶寬較小，最大在幾百千赫茲，在這個頻率附近不易采用，而若采用專用集成的濾波電路造價又偏高，因此這里采用了簡單易行的由電感和電容組成的LC 濾波器。

如圖2所示，由L和C組成并聯諧振，將諧振頻率設在1.5MHz，由L1、C1 以及 L2、C2組成串聯諧振，整個形成T型網路，實現了帶通濾波。

圖2 濾波電路

除了設計信號處理中的濾波電路外，對所有進出屏蔽盒的導線都實施了濾波措施。在導線穿透屏蔽體的地方，使用了饋通電容，并且在導線和電路端的地之間又連接了一個短引腳的云母電容。

3.2 屏蔽

在本次設計中采用了以鋁為材料的殼體，對處于內部的儀器形成電場和磁場的保護層。眾所周知，理想的屏蔽體應是一個封閉的、連續的導電殼體，沒有開孔和接縫。然而實際使用中卻因為要布線，很難達到真正的屏蔽。通過對屏蔽的不連續性對磁場感應電流影響的分析，這里沒有采用矩形縫隙走線，而采用了在屏蔽盒多個面上開小孔的策略，并且使進出屏蔽體的導線的屏蔽層都360°連接到屏蔽盒上。這樣做的好處是直接改善了系統對于電場和磁場的忍耐能力，增強了性能。

3.3 平衡電路

平衡電路是用于產生相同和相反信號的電路，將這些信號送入兩個導線;電路的平衡特性越好，信號的散射就越小;它的噪聲抑制特性也越好。

平衡電路抵消干擾信號的能力，是建立在信號波形和幅值嚴格對稱，同、反相端電路增益嚴格一致的基礎上的，理論上，理想的平衡放大器對感應噪聲具有無窮大的抑制比，可以將干擾信號完全抵消，但在實際應用中，平衡電路由于增益誤差等原因，抗干擾能力不可能達到理想值，甚至會產生一些新的失真和噪音。

但即使這樣，相對于單端電路只能采用加強屏蔽和進行電源濾波來降低干擾來講，平衡電路仍不失為一種主動式、積極有效的抗干擾措施，在惡劣電磁環境、長距離傳輸時優勢非常明顯。

4.結論

超聲波流量計的設計和使用過程中，各種噪聲對其測量精度有較大影響，本文通過采用濾波、屏蔽、平衡電路等方式對流量計電路進行了改良，產品已經在現場得到使用，取得了明顯的效果。

參考文獻

[1]張俊.基于DSP的超聲波流量計[D].南京航空航天大學，2005.

[2]王茜.流量計的應用現狀及發展趨勢[J].科技信息（科學教研），2008（03）.

[3]姜彩明，江景濤.基于小波分析的信號噪聲的處理[J].儀器儀表用戶，2010（02）.

[4]楊萃.噪聲環境下頻率估計算法研究[D].華南理工大學，2010.

第2篇：超聲波流量計范文

關鍵字：時差超聲波流量計應用維護

中圖分類號:TQ011 文獻標識碼：A

1、引言

根據化工生產中被測介質來合理的選擇測量儀表，對于生產的自動化進行和為控制提供連續穩定的測量數據起到關鍵性的作用。

2、時差超聲波流量計測量原理

時差超聲波流量計，是利用超聲波在橫向穿過流動的液體時，在其順流和逆流介質中，其超聲波的速度有差異而形成速度差（時間差）。時差法超聲波流量計就是利用該原理對流體的流速和流量進行測量的。具體方法如下：在固定長度L的距離內，分別放置一個發射超聲波的換能器（俗稱超聲波探頭）和一個接收超聲波的換能器。發射超聲波的換能器通常采用石英等材料制成的壓電元件作為換能器。發射超聲波時是利用負壓電效應，即利用高頻電脈沖的作用，使壓電晶體高頻振動，從而發出脈沖變化的高頻壓力波（即超聲波）。接收換能器裝在管道對面，它則利用正壓電效應，將高頻壓力波又轉換成高頻的電脈沖信號。可以輪流交替地利用同一個換能器及發射高頻、短時的脈沖壓力波，又用來接收對面換能器發來的脈沖壓力波。可以用一組換能器兼做超聲波的收、發用。（如圖1所示），則對于順流和逆流有：

圖1時差式測量原理圖

逆流傳播時間t1=L/(C-Vcosθ)，

順流傳播時間t2=L/(C+Vcosθ)

傳播的時間差值為：T=t1-t2=L/(C-Vcosθ)-L/(C+Vcosθ)

由于液體流速V在每秒數米以下，而流體中聲速C約15OOm/s，C2››V2，

所以：T=2VLcosθ/C2

即：V=C2T/（2Lcosθ） (1)

式中：

C為靜止流體中的聲速，m/s；

V為流體速度；

L為探頭之間的距離，m；

θ為速度矢量和探頭取向間所形成的角度。

從式(1)可以看出，從發生器發的超聲波傳到接收器的速度變化與管路內的流體流速成正比。拒此把管道參數置入儀器，采集數據經變換器變換即得到瞬時流量，并得累計流量。

瞬時流量為：

Q=450πLC2Tsinθtanθ（m3/h）

3、超聲波流量計的特點

探頭可裝在被測管道的外壁，實現非接觸式測量，即不干擾流場，又不受流場參數影響。其輸出與流量基本成線性關系，精度一般可達1%，價格不隨管道直徑的增大而增加，特別適合大口徑管道和混有雜質或腐蝕性液體的測量和技術改造。

4、在化工生產中的應用

工藝的排渣系統測渣水流量原設計選用的是電磁流量計，在實際生產中，渣水里含有白色結晶體（小于10g/L，粒徑小于1mm），它將電磁流量計的電極打壞了，這種情況下電磁流量計在此無法使用。根據超聲波流量計的特點，我公司改用北京衡安特XA98-VIII系列時差超聲波流量計。

XA98-VIII型時差超聲流量計是利用超聲波脈沖在通過流體的順逆兩方向上傳播速度之差，來求流體的流量，是在吸收了國內外超聲流量計的眾多優點之上成功開發的新型超聲測流儀表。儀表采用貼片集成電路，低電壓多脈沖發射技術。性能特點：管外測量，探頭貼裝在管壁外側，可在不停產、不停水的情況下安裝測量。抗液體中的氣泡或固體顆粒的能力大大提高。抗變頻干擾與其它噪聲干擾的能力也大大提高。XA98-VIII采用了低功耗設計，使整機功耗小于0.5W。適用范圍寬：一臺儀表可以測量適用范圍內的任何一條管路。信號智能跟蹤 獨特的信號智能跟蹤處理技術，使超聲流量計安裝十分方便，保證了儀表長期可靠的穩定運行。零點自動調整：XA98-VIII型時差超聲流量計利用計算機技術對零點進行動態調整，以確保測量準確度。安裝快捷方便XA98-VIII型時差超聲流量計具有二組參數顯示探頭的安裝狀態，便于儀表的快捷安裝。參數自動修正：XA98-VIII型時差超聲流量計具有溫度和雷諾數自動補償功能，保證儀表測量精度。遠距離數據傳輸：XA98-VIII型時差超聲流量計具有遠程數據顯示輸出（串行），可選配遠程數據顯示器，和主機同步顯示流量和累計流量。傳輸最大距離1.2Km 。儀表配有二路溫度信號輸入，具有熱量計功能。

5、安裝

要使超聲波流量計正常穩定的工作，就要合理的安裝換能器，通常換能器安裝不合理是超聲波流量計不能正常工作的主要原因。安裝換能器需要考慮位置的確定和方式的選擇兩個問題。確定位置時除保證足夠的上、下游直管段外，尤其要注意換能器盡量避開有變頻調速器、電焊機等污染電源的場合。在安裝方式上，主要有對貼安裝方式和V方Z方式三種。通常情況下，管徑小于300mm時，采用V方式安裝，管徑大于200mm時，采用Z方式安裝。對于即可以用V方式安裝又可以Z方式安裝的換能器，盡量選用Z方式。實踐表明，Z方式安裝的換能器超聲波信號強度高，測量的穩定性也好。

6、定期維護

與其他流量儀表相比，超聲波流量計的維護量是比較小的。對于外貼換能器超聲波流量計，安裝以后無水壓損失，無潛在漏水，只需定期檢查換能器是否松動，與管道之間的粘合劑是否良好即可；插入式超聲波流量計，要定期清理探頭上沉積的雜質、水垢等有無漏水現象；如果是一體式超聲波流量計，要檢查流量計與管道之間的法蘭連接是否良好，并考慮現場溫度和濕度對其電子部件的影響等。我們選用的是外貼換能器超聲波流量計，定期維護工作量相對要小。

7、結束語

更換后的超聲波流量計在渣水流量測量中發揮了它的作用，很好的解決了之前存在的問題。

參考文獻：

第3篇：超聲波流量計范文

【關鍵詞】超聲波流量計;電磁流量計;特點;區別

一、電磁流量計

1、優點

（1）電磁流量計可用來測量工業導電液體或漿液。

（2）無壓力損失。

（3）測量范圍大，電磁流量變送器的口徑從2.5mm到2.6m。

（4）電磁流量計測量被測流體工作狀態下的體積流量，測量原理中不涉及流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響。

2、缺點

（1）電磁流量計的應用有一定局限性，它只能測量導電介質的液體流量，不能測量非導電介質的流量，例如氣體和水處理較好的供熱用水。另外在高溫條件下其襯里需考慮。

（2）電磁流量計是通過測量導電液體的速度確定工作狀態下的體積流量。按照計量要求，對于液態介質，應測量質量流量，測量介質流量應涉及到流體的密度，不同流體介質具有不同的密度，而且隨溫度變化。如果電磁流量計轉換器不考慮流體密度，僅給出常溫狀態下的體積流量是不合適的。

（3）供水管道結垢或磨損改變內徑尺寸，將影響原定的流量值，造成測量誤差。如100mm口徑儀表內徑變化1mm會帶來約2％附加誤差。

（4）變送器的測量信號為很小的毫伏級電勢信號，除流量信號外，還夾雜一些與流量無關的信號，如同相電壓、正交電壓及共模電壓等。為了準確測量流量，必須消除各種干擾信號，有效放大流量信號。應該提高流量轉換器的性能，最好采用微處理機型的轉換器，用它來控制勵磁電壓，按被測流體性質選擇勵磁方式和頻率，可以排除同相干擾和正交干擾。但改進的儀表結構復雜，成本較高。

二、超聲波流量計

1、優點

（1）超聲波流量計是一種非接觸式測量儀表，可用來測量不易接觸、不易觀察的流體流量和大管徑流量。它不會改變流體的流動狀態，不會產生壓力損失，且便于安裝。

（2）可以測量強腐蝕性介質和非導電介質的流量。

（3）超聲波流量計的測量范圍寬，測量口徑范圍從2cm～5m。

（4）超聲波流量計可以測量各種液體和污水流量。

（5）超聲波流量計測量的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、粘度及密度等熱物性參數的影響。可以做成固定式和便攜式兩種形式。

2、缺點

（1）超聲波流量計的溫度測量范圍不高，一般只能測量溫度低于200℃的流體。

（2）抗干擾能力差。易受氣泡、結垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測量精度。

（3）直管段要求嚴格，為前20D，后5D.否則離散性差，測量精度差。

（4）安裝的不確定性，會給流量測量帶來較大誤差。

（5）測量管道因結垢，會嚴重影響測量準確度，帶來顯著的測量誤差，甚至在嚴重時儀表無流量顯示。

（6）可靠性、精度等級不高（一般為1.5～2.5級左右），重復性差。超聲波流量計是通過測量流體速度再乘以管道內截面積來確定流量。而該流量計無法直接測量內徑和管道圓度，只能根據外徑、壁厚按標準圓估算截面積，由此帶來的不確定性已超過1％，因此精度受到限制。

（7）使用壽命短（一般精度只能保證二年）。

三、超聲波流量計和電磁流量計的主要區別

1、介質不同

超聲波流量計的流量測量準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表， 故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。

電磁流量計不能測量導電率很低的液體，如石石油制品和有機溶劑等。通用型電磁流量計由于里襯材料限制，不能測量溫度較高液體。電磁流量計是通過測量導電液體的速度確定工作狀態下的體積流量。按照計量要求，對于液態介質，應測量質量流量，測量介質流量應涉及到流體的密度，不同流體介質具有不同的密度，而且隨溫度變化。如果電磁流量計轉換器不考慮流體密度，僅給出常溫狀態下的體積流量是不合適的。

2、準確度不同

超聲波流量計是通過測量流體速度來確定體積流量，對液體應該測量它的質量流量，儀表測量質量流量是通過體積流量乘以人為設定的密度后得到的，當流體溫度變化時，流體密度是變化的，人為設定密度值，不能保證質量流量的準確度。只能在測量流體速度的同時，又測量了流體密度，才能通過運算，得到真實質量流量值。

超聲波流量計和電磁流量計的測量媒介不同，超聲波是采用聲波，頻率很低，超聲波頻率20KHz-100KHz,雷達是采用2.4GHz 級別的電磁波，超聲波的限制性比較大，很容易受到其它鐵制物體的干擾，另外頻率低，衰減大，測量范圍小，應用的面比較窄，常用在大口徑的水管線的流量測量和明渠類流量計測液位來換算成流量。也有用在固體料倉上的。電磁的頻率高，衰減小，如果加上導波管測量范圍可以很大，用在儲罐上比較多。但是需要注意介電常數，介電常數太小的介質沒法測或測量范圍很小。

3、安裝、維護、檢定成本不同

超聲波流量計適用于大型圓形管道和矩形管道，且原理上不受管徑限制，其造價基本上與管徑無關。對于大型管道不僅帶來方便， 可認為在無法實現實流校驗的情況下是優先考慮的選擇方案。超聲流量計可作非接觸測量。夾裝式換能器超聲流量計可無需停流截管安裝,只要在既設管道外部安裝換能器即可。這是超聲流量計在工業用流量儀表中具有的獨特優點，因此可作移動性(即非定點固定安裝)測量，適用于管網流動狀況評估測定超聲流量計為無流動阻撓測量，無額外壓力損失。

電磁流量計的安裝與調試比其它流量計復雜，且要求更嚴格。 變送器和轉換器必須配套使用，兩者之間不能用兩種不同型號的儀表配用。在安裝變送器時，從安裝地點的選擇到具體的安裝調試， 必須嚴格按照產品說明書要求進行。安裝地點不能有振動，不能有強磁場。在安裝時必須使變送器和管道有良好的接觸及良好的接地。變送器的電位與被測流體等電位。在使用時，必須排盡測量管中存留的氣體，否則會造成較大的測量誤差。電磁流量計需要在有電導率的液體條件下安裝，而且一般電磁流量計的安裝必須截管安裝，但是電磁流量計的特點是在符合條件的現場條件下準確度高。電磁流量計拆卸麻煩，必須要求工藝停車，拆卸送檢麻煩，如果是0.5％準確度按國家計量檢定規程每半年需檢定一次。

第4篇：超聲波流量計范文

【關鍵詞】 循環水 超聲波流量計 安裝 應用 校驗

監測石油輸送過程中流速變化，可以了解石油在各站間的流速，為管道油品監測模擬仿真及混油量的計算提供基礎數據。通過分析監測數據可以及時判斷輸油管道是否出現漏點和漏點的位置，減少輸油管道泄漏時造成的經濟損失。因此，監測石油在管道內的流速很重要。

1 石油輸送流量的檢測儀器

目前各企業在用的流量傳感器有很多種，檢測方法也各不相同，如果從檢測原理上分類，主要包括“聲、光、熱、力、電”等學術原理。按照行業內通俗的分類方法可以分為容積式、差壓式、浮子式、渦輪式、電磁式、渦街式、插入式、外夾式、管段式、便攜式等等。不同種類的流量計適應的流體介質不同，待測流體介質導電性較好的適宜使用電磁式流量計。對于滿足大管徑、大流量、高密度、高速度和長距離輸送要求的流量計中超聲波流量計使用最普遍。

2 超聲波流量計的發展變化

世界上第一臺超聲波流量計誕生于19世界的德國，距今已有80多年的發展歷史。近年來，科技發展日新月異，高速數字信號的處理技術與微處理技術的快速發展為超聲波流量計技術升級注入了活力。另外，流量計探頭新材料和新的加工工藝的出現以及聲道配置等技術的進步，使得超聲波流量計的技術優勢更加強勁，發展勢頭更加迅猛[1]。

3 石油輸送流量監測儀表的選型

超聲波流量計的系統構成包括電源、換能器、接線盒、轉換器。如圖1所示換能器也就是傳感器，按照傳感器的安裝方式不同，又可以將超聲波流量計分為外夾式、管段式和插入式超聲波流量計。

3.1 外夾式超聲波流量計

外夾式又稱外貼式超聲波流量計，它是產生最早，用戶最熟悉且應用最廣泛的超聲波流量計，特點是使用時不會與被測量介質接觸，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量，不在管道內安裝儀器則不會改變介質的流動狀態及產生附加阻力。正因為超聲波流量計屬于非接觸式儀表，所以它的安裝和檢修均不會影響生產管線的正常運行。外夾式超聲波流量計是石油輸送過程流量監測儀器的最佳選擇類型。

3.2 管段式超聲波流量計

生產企業中某些管道因材質疏松、聲波傳送效果差，或者管道內壁銹蝕、有襯里等原因，致使聲波信號在傳輸過程中衰減嚴重，用外夾式超聲波流量計無法正常測量，因而催生了管段式超聲波流量計。

如圖2所示，管段式超聲波流量計就是把換能器和測量管連成一個整體安裝在管道中間進行流體流量的超聲波檢測。它的優點是測量精度高，缺點是安裝和檢修時必須停止流體輸送。

3.3 入式超聲波流量計

插入式超聲波流量計的使用介于外夾式和管段式之間。安裝時一般需要斷流安裝，如果通過專用工具也可以實現非斷流安裝，安裝示意圖如圖3所示。其測量精度優于外夾式超聲波流量計，相對管段式超聲波流量計稍差。

4 超聲波流量計的檢測原理

封閉管道用上超聲波流量計的測量原理有5種，現在使用最多的是傳播時間法和多普勒法兩大類。

4.1 傳播時間法超聲波流量計檢測原理

傳播時間法的測量原理是：聲波在流體中傳播時，沿著流體流動的順流和逆流方向受到的影響不同，換能器接收到的聲波就不同，接收到的信號通過轉換器轉換成代表流量的電信號供給顯示和計算儀表進行顯示和計算[2]。

外夾式超聲波流量計主要采用傳輸時間差法測量流量。如圖4所示，超聲波穿過流體順流和逆流時間不同，其時間差Δt與流體速度FV成正比，介質流速越快，“ΔT”就越大。

4.2 多普勒法超聲波流量計的檢測原理

聲波在流體介質中傳播時，經流體中顆粒反射回換能器的頻率不同，這一現象被稱稱為多普勒效應。所謂多普勒測量原理，就是依據聲波的多普勒效應計算出流體的流量。

使用超聲波測量流體流量時選擇傳播時間法還是多普勒法？其主要判斷要素是：液體潔凈程度或雜質含量，測量精度要求。

5 外夾式超聲波流量計安裝調試方法

5.1 數據輸入步驟

（1）首先用盒尺量出被測管路的周長。

（2）打開儀表，接通電源，儀表顯示超聲波流量計版本號或菜單

（3）按鍵，儀表顯示輸入菜單號碼=-------；再按10儀表顯示輸入管道外周長，將用盒尺測量出的周長直接輸入。例：周長為318mm，直接按3、1、8后按鍵。

（4）按鍵進入 號窗口儀表顯示管外徑。

（5）按鍵進入 號窗口，輸入被測管路壁厚，按鍵。

（6）按鍵進入 號窗口，選擇被測管路材質，按鍵后用鍵選擇，儀表顯示不同材質，選擇完畢，再按鍵。例：管路為碳鋼，即儀表顯示0、碳鋼，然后按鍵。（具體材質見說明書 項內容

（7）按鍵進入 號窗口，選擇被測管路襯材，輸入方法同（6）。

（8）按鍵進入 號窗口，選擇流體類型，輸入方法同（6）。

（9）按鍵進入 號窗口，選擇探頭類型，輸入方法同（6）。“一般選擇標準M1型中探頭”按鍵。

（10）按鍵進入 號窗口，選擇安裝方式，一般情況下管路>50mm用Z方式，按鍵。

（11）按鍵進入 號窗口，窗口自動顯示出兩個探頭的安裝距離。次距離為探頭頂部對頂部的安裝距離。

（12）按鍵輸入 ，進入40號窗口，窗口顯示阻尼系數，按鍵輸入20，再按鍵。

（13）按鍵進入 號窗口，窗口顯示低流速切除值，按確認鍵后輸0.03，再按確認鍵。

（14）按鍵輸入26，進入 號窗口，選擇“1，固化參數并總使用”然后按鍵。

5.2 傳感器安裝點的選擇

測量點要盡量選擇距上游10倍直徑，下游5倍直徑以內均勻直管段，沒有任何閥門、彎頭、變徑等干擾流場裝置，流體必須為滿管。

5.3 安裝方法

（1）Z方式安裝：以管路周長為200mm為例（如圖5）：

1）在管路一面外側劃一長十字為A點，以十字為中心用盒尺向另一側量出1/2周長，即100mm，該點為B點。2）根據儀表 顯示安裝距離，例如安裝距離為25mm，從A點向一側量出25mm為C點和上面一樣向從B點另一側量出管路1/2周長為D點，B、D兩點連接，D點劃十字，A、D兩點即為兩個探頭安裝點（如圖6）。

（2）將選好兩安裝點，用手砂輪打磨干凈出3倍探頭大小的面積后，探頭抹上黃油，貼在A、D兩點處，用鋼帶綁緊（一只探頭可綁緊，另一只稍微松些，以備一會調整探頭位置時之用）。

探頭安裝完畢后，按 ，儀表顯示上游=X1；下游=X2；Q值=X3上游、下游為信號強度，數值應大于60以上。且上、下游數據接近。Q值為信號質量，數值應在50以上。如信號強度不理想，應輕微移動一側探頭（上，下，左，右輕輕移動）同時觀查信號強度變化，75-85之間最好。如還不行，應檢查流體內是否含有大量氣泡，或流體不滿管。

例：上游=87.5，下游=86.5，Q值=70（Q值總在60-80之間變化）為好。再按 號窗口，儀表顯示信號傳輸比，此值應盡量調到100%最次在（100±3）%范圍內波動。90、91項窗口靠上下左右微調傳感器位置（一般不超過2cm范圍）調整數值。一定將數值調整到要求范圍內。

上述過程完畢，按 即可進行測量。

6 利用超聲波流量計判斷流體在管道輸送過程中是否泄漏

管道運輸以其特有的經濟、便攜、安全等優點而被廣泛應用于石油、天然氣等液體、氣體、漿液的運輸中，并且已成為與鐵路、公路、航空、水運并駕齊驅的五大運輸行業之一。但是，隨著輸送管線的增長和使用年限的延長，以及管道的腐蝕、磨損等自然或人為原因，管道泄露事故的發生時不可避免的。管道的泄露既影響正常生產，又造成經濟損失、環保隱患和能源浪費。

目前，已經產生了一種超聲波流量計輸油管道泄漏監測方法，突出了超聲波流量計的原理及技術特點，提高了定位精度，降低監測費用。

7 超聲波流量計使用中常見問題及原因分析

（1）管道上已打磨光滑，但安裝測量時信號始終為0-2%之間，無法測量。可能原因包括：1）管道內壁結垢較多，超聲波衰減較嚴重，無法測量；2）管道有內襯，內襯與管道之間有間隙，導致聲波不能穿透，無法測量；3）耦合計干涸，失去作用；4）介質含雜、氣泡增多或介質糊住探頭；5）探頭位置發生變化；6）探頭老化；7）探頭電纜接觸不良。

（2）超聲波流量計產生流量讀數不穩定。可能原因包括：1）測量點直管短，不符合測量要求；2）介質含有氣體或雜質且不穩定；3）儀表故障。

（3）超聲波流量計信號很弱，波形差，讀數不穩定。可能原因包括：1）安裝探頭位置不正確（前10D后5D）；2）參數設置出錯；3）管道使用多年使內壁結垢太厚；4）有氣泡或渦流；5）管徑太大，1200mm以上可考慮換插入式探頭。

8 結語

超聲波流量計是一種優秀的流量儀表，它給我們帶來的測量流量的方便性和經濟性是別的流量計無法比擬的。超聲波流量計在石油管道上的使用，不需要切割管道，減少了施工費用，保證了管道的安全，而且設備外置在管道外，便于安裝、清洗和維護，為管線的正常運營和維護提供了很好的保障。

參考文獻：

第5篇：超聲波流量計范文

摘要：對天然氣正返輸時的三種雙向計量方式進行了描述，并提出三種方式的優點和不足，根據比較認為雙向流量計是既可靠又節約的雙向流測量方式。

中圖分類號：P744文獻標識碼： A

隨著管道氣的不斷發展與氣源供應途徑的多樣化，氣源之間的返輸越來越普遍，而不同氣源之間的返輸存在雙向貿易計量問題。天然氣正返輸現象雖普遍存在，而正返輸雙向計量卻很少見，下面就正返輸計量方式做一下探討。

以下介紹正反輸雙向計量的三種計量方式，以供參考：

一、雙向流量計計量

所謂“雙向流測量”就是指同一套流量計實現被測介質正輸和返輸時的流量測量。也就是說，這個時期正輸時的儀表上游就是下個時期返輸時的儀表下游。因此，流量計應用于雙向測量場合就必須將其“下游”按“上游”的要求同等對待，這也是實現流量計雙向、等精度測量的重要前提［1］。

目前，用于雙向流量測量的流量計有超聲波流量計和渦輪流量計。超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲速（或超聲脈沖）的作用，測量體積流量的速度式流量儀表，天然氣超聲波流量計的測量原理是傳播時間差法；渦輪流量計屬于間接式體積流量計，當氣體流過管道時，依靠氣體的動能推動透平葉輪（轉子）作旋轉運動，其轉動速度與管道的流量成正比［2］。兩種流量計均有雙向計量分別輸出顯示的功能。

超聲波流量計適用于大口徑、大流量、壓力較高的場合，無壓損，且已有多年的開發經驗。然而，不同生產商的超聲波流量計測量精度不同，實際應用時，應根據計量精度不同的特點選擇合適的流量計，普通國產超聲波流量計存在正向計量合格，反向計量超差的現象，改進型國產表與進口表雙向計量測試誤差都在允許范圍內，超聲波流量計的性能對反向流量計計量的精度起決定性作用［3］。

渦輪流量計適用場合比較廣泛，口徑壓力沒有特殊要求。新一代SM-RI-2型流量計是天然氣計量領域內第一臺可進行雙向計量的氣體渦輪流量計，其測量的流量范圍可與同口徑的氣體超聲波流量計相匹敵，其壓降僅為傳統氣體渦輪流量計的一半，其功能設計上很好的結合了超聲波流量計的特點，可達到高冗余率。優化設計使其對臟污不敏感，可保持始終如一的高精度，因此非常適合于天然氣輸送中的貿易計量。因雙向渦輪流量計是近幾年開發應用的新產品，其使用效果還需實踐驗證。

兩種流量計對前后直管段均有較大的要求，具體長度及前后是否加設整流器依據廠家要求確定。

二、雙路流量計+止回閥

如圖示，在天然氣正返輸主干管上安裝雙回路流量計，流量計下游加設止回閥，起到正返輸分別計量的功能，此種方式較為簡單，選用常規的流量計，主要靠止回閥的作用使氣體單向流動，但不適用于低壓，且由于止回閥存在關閉不嚴的情況，會存在計量不準確的問題，因此，此種方式需要經過實際驗證方可運用。

三、雙路流量計+電磁閥自動控制計量

如圖所示，在正返輸管道上裝設電磁閥，在流量計兩側分別設兩個壓力變送器，通過輸入自控程序實現雙向單獨計量，當PT01＞PT02時，1#電磁閥開啟，2#關閉，天然氣自左向右輸送，當PT01＜PT02時，1#電磁閥關閉，2#開啟，天然氣自右向左輸送。當PT01=PT02時，電磁閥均關閉。

與方式二相比此種方式關斷能力較為可靠，但對壓力變送器的壓差輸入信號的精度要求較高，因兩氣源終將達到供氣平衡狀態，兩側壓差較小，如果達不到高精度要求，電磁閥將保持常閉，阻斷正返輸功能。

從以上三種方式可看出，方式二會產生較大的誤差并且需要實際驗證，方式三有較大的控制難度，方式一目前在國內天然氣管道輸送上應用較少，對于精度等級方面有一些不足，但隨著技術的不斷發展，方式一可以做為既可靠又節約的正返輸計量方式。

參考文獻：

張樹華. 超聲流量計在天然氣計量系統應用中應注意的問題. 石油工業技術監督. 2006年1期

嚴銘卿. 燃氣工程設計手冊

第6篇：超聲波流量計范文

在實際應用中，污水的排放仍然沿用粗放式的計量模式，廠礦企業都是以上水作為污水處理費的繳納依據，許多污水處理廠的進出水計量也處于不受控的狀態中，加強污水排放監測，是解決環境問題的一個重要的問題，而掌握適用于污水計量的方式的方法更是解決這一問題的關鍵所在。

關鍵詞：污水；在線流量；計量方法

一、企業污水流量計檢測的方法

目前，企業用于污水計量的流量計主要是電磁流量計、超聲波流量計、明渠流量計三種。這幾類流量計的實驗室檢測技術已經相當成熟，檢測結果精度能完全滿足用戶要求。但是此類流量計在現場檢測時，被測流體情況復雜且流態不穩定對測量結果均產生一定的影響，同時檢測條件的不穩定也給測量精度帶來不利影響。其次企業排污管線的布置情況不一，環境不盡相同。所以要想對污水進行精確計量一定要結合現場條件，選擇不同的檢測方法。

二、計量方法的選擇

流量計傳統的計量方法是在實驗室流量校準裝置進行計量，但是污水處理流量計由于口徑大，體積重，而且全天候在線運行，無法拆卸送實驗室校準，在線計量是第一選擇。根據現場情況，選擇合適的校準方法是至關重要的，流量計使用現場的條件決定了計量方法的選用。目前為止，適合的檢測方法有兩種，分別是流量計比對法和容積比較法。其中比對法又分管道式流量計比對法和明渠流量計比對法，分別適用于管道式流量計和明渠流量計。

下面對這幾種計量方法的適用條件以及具體計量過程逐一詳細說明。

（一）超聲波流量計比對法

1.適用條件

①流量計準確度等級一般為1級以內；

②管道式流量計（包括電磁流量計和超聲波流量計）；

③管道材質傳播超聲波信號良好；

④應保證流量計在正常使用時，其流速在1m/s以上，對于較臟的污水，流速應在2m/s以上。

⑤在同一管道上有滿足超聲波流量計安裝條件的直管段。

2.具體計量過程

將超聲波流量計標準安裝在符合要求的管道上，比較標準流量計與被校流量計的流量值，得出被校流量計的示值誤差。

3.影響因素

①直管段的長度以及水流的穩定性；

②管道內壁的襯材、清潔程度、包括凹痕、積垢和起皮等現象都會影響到信號的采集以及校準的不確定度；

③管道外璧是否清潔干凈，是否除去銹跡、油漆，是否選擇了管材致密部分進行傳感器安裝；

④管道中水流有氣泡，氣泡會影響超聲波流量計的測量；

⑤管道是否滿管（管道始終充滿液體）；

⑥管道內液體的雜質是否過多；

⑦探頭是否和管壁接觸嚴密，耦合劑是否涂抹均勻，保證傳感器和管壁之間無氣泡存在。

（二）明渠流量計比對法

1.適用條件

①明渠流量計的不確定度：1%--6% ；

②確保液位傳感器標準段清潔，無淤泥、無雜物；

③過堰槽水流為自有流狀態，即量水堰槽下游水位低于某一限制水位，使堰槽上游水位與流量呈單值關系；

④堰槽嚴格按照國家相關規程要求，并按照要求的規格和尺寸安裝；

⑤明渠流量標準裝置及標準流量計的流量不確定度小于被檢流量計流量不確定度的2倍以上；其流量測量范圍大于或等于被檢流量計的流量測量范圍；

⑥明渠試驗段長度應大于被檢流量計要求的行近渠槽長度，被檢流量計的有關技術要求，裝置均能給予滿足。

2.具體計量過程

將明渠流量計標準裝置的液位傳感器按照要求安裝在堰槽的合適位置。明渠流量計標準裝置配套的軟件會根據液位計算流量。同時比較標準裝置的液位、流量值和被校流量計的液位、流量值，得出被校流量計的示值誤差。

3.影響因素

①明渠收縮段和擴散段的長度規格；

②明渠內壁的清潔程度，包括積垢和起皮等現象；

③明渠內水流的狀態和溫度。

（三）容積比較法

1.適用條件

①具有規則的處理池，且容積足夠大；

②進出水可通過閥門控制，且處理工藝允許此處理池放空或者放滿污水，而不影響污水處理廠運行；

③處理池不滲漏；

④進出處理池的污水只經過被校準的流量計而不經過其他管路。

2.具體計量過程

將污水處理池中的一定深度（超過1m）的污水經出水流量計排出或者經進水流量計排入，忽略蒸發量，確保反應池中的水在到出水流量計之前或者從進水流量計進入后無滲漏，比較流量計在此段時間內的累積量和反應池中液面的高度差所的污水體積量，進而得出被校流量計的示值誤差。

3.影響因素

①溫度過高會使污水產生蒸發，所以要注意選擇一天當中溫度合適的時間段；

②計量過程中確保進出處理池的污水不經過其他管路。

三、結論與建議

（1）監管部門加強監管，主要是簽封和流量計系數，要定時檢查，確保校準后不會隨意更改。

（2）企業設計和施工單位在建設期應該充分考慮后期校準的問題，預留校準井或者位置。

（3）企業的流量計應嚴格按照使用要求安裝，保證前后直管段的長度足夠，這樣才能保證流量計的基本性能。個別企業因為流量計安裝不符合要求，導致后期的各項計量信息都不能完全保證，從而影響到流量計的準確度等級不能達標。

（4）要定期維護和清潔，保證流量計工作環境不受外界環境因素影響，正常運行。

參考文獻：

[1]楊波，馮曉虹，趙飛。淺談污水處理廠電磁流量計的檢測。水世界-中國城鎮水網

[2]蔣宇晨，趙順剛，蔡苑，袁雄鶴。超聲傳感器在明渠流量計中的應用。自動化儀表第21卷第7期，2000，7

第7篇：超聲波流量計范文

中圖分類號：P631.5 文獻標識碼：A

一、前言

無損檢測(nondestructive test)簡稱 NDT。無損檢測就是不破壞和不損傷受檢物體，對它的性能、質量、有無內部缺陷進行檢測的一種技術。工業上最常用的無損檢測方法有五種：超聲檢測(UT)、射線探傷(RT)、滲透檢測(PT)、磁粉檢測(MT)和渦流檢測 (ET)。

二、超聲無損檢測的發展

超聲波無損探傷 (NDI)

超聲檢測原理是超聲波進入物體遇到缺陷時，一部分聲波會產生反射，改變后的超聲波通過檢測設備，接收器可對反射波進行處理和分析 ，就能異常精確地測出缺陷來，并且能顯示內部缺陷的位置和大小，測定材料厚度等。

超聲波無損探傷(NDI)設備有：超聲探傷儀、探頭、藕合劑及標準試塊等。用途是：在特種設備行業中，宏觀缺陷檢測和材料厚度測量。優點有：對面積型缺陷檢出率較高，缺陷定位較準確，易于攜帶；多數超聲探傷儀不必外接電源；穿透能力強。局限性是：藕合傳感器要求被檢表面光滑 ；難于探出表面細小裂縫 ；要有參考標準 ；為解釋信號要求檢測人員素質高。

我國50年代初引進蘇聯超聲波探傷儀 ，60年代初期先后形成了一些批量生產的廠家 ，80年代初，國內各生產廠研制生產的超聲波探傷儀的主要技術招標均有大幅度地提高，較好地滿足了超聲波探傷技術的需要。我國便攜式數字化超聲波探傷儀的研制隨大規模集成電路的發展也已開始形成規模生產，并得到推廣使用。如 1989年中科院武漢物理所武漢科威技術公司研制成功國內第一臺全數字化超聲波探傷儀(KS1010型)，并于1990年批量推向市場，與此同時中科院聲學所數字 、模擬組合式電腦超聲波探傷儀也研制成功并推 向市場。汕頭超聲電子(集團)公司在 1980年推出了 CTS 一22型超聲波探傷儀 ，其主要性能指標與當時國際同類儀器水平相當，目前該公司已生產出智能式、手推式、便攜式彩色、數字式的多種金屬超聲波探傷儀 ，其技術、質量 、產銷量均占全國首位 。

三、超聲波無損檢測 (NDT) 的應用

超聲無損檢測與其它常規技術相比，它具有被測對象范圍廣、檢測深度大、缺陷定位準確、檢測靈敏度高、成本低、使用方便、速度快、對人體無害及便于現場檢測等優點。幾十年來，超聲無損檢測已得到了巨大發展和廣泛應用，幾乎應用到所有工業部門。如作為基礎工業 的鋼鐵工業、機器制造工業 、鍋爐壓力容器有關工業部門 、石油化工工業 、鐵路運輸工業、造船工業 、航空航天工業、高速發展 中的新技術產業如集成電路工業 、核 電工業等重要工業部門。目前大量應用于金屬材料和構件，包括質量在線監控和產品在役檢查。水平普遍提高，應用頻度和領域也日益增多。

目前我國對各種大型結構壓力容器和復雜設備都已具備檢測能力。在裂縫自身高度的測量和高溫條件下的非接觸超聲檢測等方面都有很大進展 。

核電工業雖然是我國的新興工業，但超聲檢測已用于核電工業的各個方面。我國已能按業主的要求及標準的規定，使用國際先進的裝備，執行國際通用標準，完成核電廠和核設施的役前及在役檢查。

利用超聲波測量流速、流量的技術在醫療、供水、排水、廢水處理、電力、石油 、化工、冶金、礦山、環保、河流 、海洋等計量巾有著廣泛的應用，不僅可用于流體，液體兩相流的測量，還可用于氣體流量測量，其研究已有數十年歷史。1928年 ，法國路登(RUTTEN)研制成功世界第一臺超聲波流量計，直到 50年代末期 ，超聲波流量計 由理論研究階段進入人工測量時期 ，但 由于電子線路技術太復雜 ，這種流量計未占有牢固地位。70年代后，由于集成電路技術迅速發展，使實用的超聲波流量計得以迅速發展。進入80年代以后，隨著電子技術，尤其是微電腦的發展，使超聲波流量計的性能有很大提高，應用范圍日趨擴大。美國 Controlotron公司生產的 480型寬聲束超聲流量計 ，不但可以從寬噪聲信號等干擾中分辨出真實的流量信號 ，還能通過液晶屏顯示流量隨時間變化趨勢圖；美國Polysonics公司的便攜式 DDF3088型，固定式 DDF4088型全數字化多普勒超聲波流量計，適于高精度管外測量。日本甯士電機制造公司的便攜式超聲波流量計 ，采用 FCL(頻差法 )原理 ，內裝 CPU進行溫度 自動補償 ，精度 1．5％。國內華中理工大學研制成功 (1993)超聲波多普勒智能流量計 ；本溪無線電一廠生產的多普勒超聲波流量計是80年代定型的產品，用于洪水和油田等場合 ；開封儀表廠能源部南京 自動化研究所 、長沙 電子儀器二廠等生產廠家和研究單位均有相應的產品。此外 ，目前用超聲波進行壓力檢測的儀器已研究成功。

同濟大學聲學研究所是國內主要聲學研究機構之一 ，是中國聲學學會檢測聲 學分會和上海市聲學，學會掛靠單位 ，在國內最早開展超聲工業測量 、超聲無損檢測等領域的研究。在超聲方面 ，聲 學研究主要圍繞具體工業檢測要求進行。例如 ，1966年開展超聲液位測量、濃度測量 、承 接煉 油J一油庫液位 、新安江水庫液位以及援助阿爾巴尼亞的液位測量任務 ，還承擔二機部原子能源原材料液位測量任務。混凝士超聲檢測方面 ，1976年 ，在 cTs～ l0型超聲檢測儀的基礎上研制成功 晶體 管式混凝士超聲波檢測儀，并轉讓汕頭超聲儀器公司 ，定型為“cTs一25型非金屬超聲檢測儀”，成為全國主要檢測混凝土儀器。

四、超聲無損評價(NOE)

超聲元損評價主要包括 ：①微觀組織結構及形態變化的描述 ；②彈性系數 和聲 彈性能的評估 ；③不連續性及缺陷的測定；④力學性能變化及惡化的評價。超聲無損評價是在超聲損傷與超聲無損檢測基礎上發展起來的。其研究手段更加先進和多種多樣，研究成果與現代工業生產結合得更為緊密，因而在社會效益和經濟效益方面都具有很大的潛力。例如離心球墨鑄鐵管的檢測，是由具有 150多年的歷史的英國 Clanny crors鑄管和鑄件公司，在 1986年已經采用了超聲無損檢測技術 ，實現了對離心球墨鑄鐵管的在線實時檢測與評價。這種方法效率高，速度快，并且有其它方法無可比擬的優越性。

在第九屆 APCNDT(亞洲和太平洋地區無損檢測)會上，德國富朗霍夫研究所推出的：用超聲波顯微鏡對金屬包覆層材料壓合面特征的研究，為改進壓合工藝提供了可靠參數。汕頭超聲波研究所發表的DGS曲線帶寬的計算機模擬，為解決 DGS曲線近場理論曲線和實驗曲線的長期不吻合，并為探頭參數的改進和制作提供了重要的解決手段。日本公司發表的：應用聲壓回波透射比分析鋼板的結構，是基本理論應用于解決實際問題的一個典型例子。臺灣新竹交大發表 了：用聲和超聲研究金屬板與橡膠板粘合面的結合質量。韓國仁和大學機械工程系發表了：用超聲波評價CFRP9(碳纖維復合材科)… 鋁結合面的結合強度，日本 KANASI能源公司和TOHOKU大學發表了：用超聲波顯微技術對球形樣品疲勞破損的監測，印度預防研究和發展實驗室發表了：對鋁合金采用超聲波 、射線和層析照相的研究等，都從不 同角度對 NDE技術在各工業領域的廣泛應用提供了理論依據。

五、超聲無損檢測展望

(1)超聲波探傷

近代探傷技術最重要的發展是定量化程度的提高，因此探頭的標準化，系列化是關鍵，故使超聲探傷換能器性能標準化，已擺到日程上，并引起質量監督部門的重視。超聲波探傷正沿著使攜小型化 、智能化、數字彩色等方向發展。1993年浙江大學現代制造：[程研究所在國內首次開發成功了九自由度智能化超聲掃查系統，該系統具有復雜表面掃查功能和A掃描、B掃描、C掃描顯示方式。并可通過與高檔微機的交互功能，實現對掃查參數、掃查過程的預設置。實現了中斷續掃、實時分析、局部縮放等高級功能。98年，國內外首創取得高分子構件表面應力檢測及可視化成果并開發出相應的應用系統。02年 ，國內首創開發成功自由度大型復雜曲面工件超聲彩色成像系統。

(2)超聲波無損檢測

資料表明，超聲無損檢測在液壓系統中應用甚少，故將非接觸超聲檢測應用于液壓系統是人們期待開辟的新領域和探討的重要課題。液壓系統的建模、辨識和性能分析及故障檢測中，用超聲波流量計對高壓小管徑的壓力管路進行動態流量測量占有非常重要的地位。而目前的超聲波流攝計只能適用于較大(30ram以上 )管徑。這類流量計不適于液壓系統的狀態監測 ，所以提高小管徑超聲波流量汁的測量準確度將是今后探索研究的方向。而壓力這一重要參數，目前檢測中應用大多是接圈式有損檢測方法故從管外壁利用超聲波技術檢測壓力具有廣闊的開發和應用前景，最有生命力。因此，西安第二炮兵工程學院研制的 GWCY型超聲波管外測壓儀和沈陽建筑 工程學院研制的 FJCY超聲波非接觸測壓故障儀均有待與進一步提高性能，開發應用市場。

第8篇：超聲波流量計范文

1V錐流量計

V錐流量計是一種新穎的差壓式流量計，利用一個V形錐體在流場中產生的節流效應來測量流量，如果流體通過一個節流元件時，流速會加快，從而會使動能增加，而被加速處流體的靜壓力反而會被降低。壓降的大小與流體的流速具有一定的函數關系，在其它條件不變的情況下，壓降會隨流速的增加而增加，隨流速的減小而減小。V錐體流量計和其它節流式流量計不同，它改變了節流的布局，使它從中心孔節流變成環狀節流，V錐流量計是集差壓式流量計之精華的結晶，它的節流緣是鈍角，流動時形成邊界層，使流體離開了節流緣。邊界層效應使骯臟流體不能磨損節流緣，其β值（等效直徑比）長期不變，是一種接近理想狀態的節流裝置，具有長期的穩定性［6］。適用于各種氣體和液體、煤氣、各種臟污氣體介質、直管段不足的場所和對精度要求高的地方。由于經濟成本和該儀表還沒有國際標準或國家標準，因此，還沒有得到大力的推廣和應用。

2流量計的選型設計

在進行流量計的選型設計之前，我們應該首先明確被測對象，然后再綜合考慮儀表性能、安裝條件、環境條件和經濟因素這幾方面因素［7］。

2．1明確被測對象被測對象就是工業廢水，工業廢水含有大量的雜質，有一定的導電性和腐蝕性。那么哪一種更適合這類水質的測量呢？電磁流量計適合測量導電液體（電導率≥5μS／cm）的流量，應根據被測介質物性、管道材質，合理選擇電極形式、電極材質、襯里材質、接地方式、防護等級。超聲波流量計對被測介質要求十分苛刻，像多普勒法超聲波流量計只能正常測量雜質含量相對穩定的流體，而時間差法流量計主要用來測量潔凈的流體。V錐流量計適用于臟污的流體測量，但前提條件是雷諾數應滿足要求。當雷諾數無限制地下降時，V錐流量計的流出系數隨著雷諾數的減小而減小，其不確定度將增加。在高壓的場合，V錐流量計使用有局限性，因為錐體負壓管的結構在承受高壓的情況下會發生脫落，導致事故的發生，選型應注意。

2．2流量計性能方面在選用某種流量計時，首先應綜合考慮該種流量計的精度、重復性、線性度、量程比、壓力損失、輸出信號特性、響應時間、不可測性等因素。電磁流量計的傳感器結構簡單，測量管內沒有任何阻礙介質流動的節流部件，所以不會引起任何附加的壓力損失，是流量計中耗能最低的流量儀表之一。電磁流量計的量程范圍極寬，并且在測量過程中不受被測介質的溫度、粘度、一定范圍內電導率的影響，反應靈敏，可提供選擇的口徑范圍極寬，從幾mm到3m都可以滿足，選擇電磁口徑時應保證最小流量工況下被測介質流速不小于0．5m／s。超聲波流量計是一種非接觸式的測量儀表，沒有機械傳動部件，通道內也沒有阻礙件，無壓力損失，能量損失小，測量精度不高。V錐流量計是一種具有獨特性能的新型流量計，具有高精度、高穩定性，量程比較寬，而且重復性好（≤0．1％），準確度高（≤0．5％）。因為它是靠節流效應來測量壓差的，所以有一定壓損。

2．3安裝條件方面許多流量計在運行過程中存在問題，大部分是由于安裝出現了問題。電磁流量計水平、垂直（下進上出）、傾斜（底進頂出）安裝都可以，但要求前、后需有直管段，一般的要求是前直管段大于等于5D，后直管段大于等于3D。電磁流量計安裝時應保證滿管流，不能安裝在管道最高點。儀表井內安裝的電磁流量計傳感器防護等級應為IP68。超聲波流量計的安裝對前、后直管段的要求比較高，安裝位置至少要有15D的直管段長度，不能受振動的影響，否則測量不精確。V錐流量計的安裝使用非常方便，安裝方式靈活，可選管道法蘭式、直接焊接式、方管式，所需的直管段很短，前直管段小于或等于3D，后直管段小于或等于1D就可以滿足要求。當測量臟污介質時，應合理選擇V錐流量計取壓方式，避免測量管線堵塞。

2．4環境方面環境方面主要是考慮周圍溫度、濕度、安全因素、信號調節及變送、壓力、大氣及電子干擾等對流量計性能穩定方面的影響。安裝時都應盡量避開大電機、大變壓器等，以防引入電磁干擾。電磁流量計的環境溫度一般在－30～80℃，對相對濕度的要求在5％～95％之間，大氣壓力為86～106kPa；超聲波流量計對環境溫度的要求為：轉換器是－10～45℃、傳感器是－30～60℃（常溫型）和－30～160℃（高溫型）；而V錐流量計環境溫度在－25~60℃范圍內，一體型結構溫度還受制于電子元器件，范圍要窄些，環境相對濕度在10％～90％范圍內。

2．5經濟成本方面流量計的選擇要在初期投資和長期可靠運行之間綜合考慮，例如購買費用、安裝費用、操作費用、維護費用、校驗費用、流量計壽命、備件及消費品、可靠性方面等各種因素都要在有效滿足工業生產可靠運行的前提下，進行最優的經濟選型。電磁流量計目前常用的德國E＋H、科隆、日本橫河等公司產品均價格不菲，以DN200mm管徑為例，價格一般在2萬元左右，但隨著被測管徑的增大和抗腐蝕性的要求，價格也會相應增加。而像國內比較知名的北京中瑞能、上海光華、四川川儀等生產的電磁流量計產品，精度上也有了很大的提高，并且價格方面也有很大的優勢。超聲波流量計目前常用的進口品牌有美國麗聲POLYSONLCSDCT7088系列、迪納聲DYNASONISERIES901系列、日本橫河、英國MICRONES，固定式價格一般在3～5萬元之間。在國內，像廣州怡文、開封儀表、上海肯特等所生產的產品在工程應用上也很廣泛，與國外的產品在成本方面有很大的競爭優勢。V錐流量計中的V錐由于用料多、加工工藝復雜、標定費用高、基本上依賴國外技術，使得其售價較高，在國內使用還不廣泛，因成本關系還不能取代其它流量計。

3結論

第9篇：超聲波流量計范文

關鍵詞：中央空調；水系統；系統診斷；超聲波流量計

0引言

水、乙二醇等液體作為冷水機組的換熱介質，其流量的大小很大程度上反映系統運行是否正常，不合適的流量會導致蒸發器結冰、冷凝壓力大和壓縮機“跳機”等故障，同時伴有供冷供熱不足和系統能耗大等現象產生，如采用冰蓄冷和水蓄冷等技術，還可能出現蓄冰能力達不到設計要求等情況發生。整個水系統的水流量大小主要取決于循環水泵的選型，此方面研究已經較多，故本文主要針對已經選型完成的水泵，整個系統水流量偏小的診斷分析辦法。

1研究對象和背景介紹

本文以武漢某辦公樓為研究對象，該辦公樓于2014年初建成交付，分為裙樓和主樓兩個供冷區域，已經歷過兩個供冷季，在夏季采用3臺冷水機組和冰蓄冷系統結合的供冷方式，同時，在制冷機房設置空調冷源操作監測系統對整個制冷系統進行操作和監測，其中包括冷卻塔、循環水泵和各電動閥啟停控制，供回水溫度、辦公樓流量和辦公樓的空調能耗顯示。雖然在整個夏季未出現供冷不足的情況，但是在運行過程中仍有如下問題產生：1）在2014年供冷季時蓄冰試運行，僅蓄到10%不到的冰，完全無法滿足供冷使用，也起不到利用夜間谷時電價的作用；在2015年第一輪系統調試后進行夜間7小時蓄冰，也僅只蓄到不足50%的冰，且3臺冷水機組從蓄冰2小時后就開始迅速卸載，之后基本維持一臺冷水機組的荷載；2）裙樓在未開啟空調機工作的情況下，在空調冷源操作監測系統上仍顯示有40~80m3/h的流量；3）在單獨供冷模式下，蓄冰槽進出水溫差達到10℃以上；4）在天氣不太熱的情況下開啟2臺冷水機組，板換供水溫度僅能達到10℃。根據上述問題，反映出該辦公樓制冷系統的制冷能力較弱或閥門有泄露情況。由于該辦公樓采用的是全新螺桿式冷水機組，且運行時間較短，設計時又充分考慮負荷情況，雖不能完全排除其影響，但基本可確定主要是電動閥產生泄露才引起的上述問題。本文主要介紹通過對該辦公樓制冷系統的調試，總結出一些閥門泄露的診斷分析辦法。

2診斷分析過程

2.1便攜式超聲波流量計的工作原理

便攜式超聲波流量計主要利用超聲波可以液體為介質傳播的原理，結合時間差進行測量。一般一個便攜式超聲波流量計包含兩個可雙向對發的超聲波振子和接收器，將兩個振子順著管壁進行貼合，它們發射的超聲波信號將沿著順流和逆流的方向互相傳播，通過對兩束超聲波的傳播時間記錄，利用兩者時間差和超聲波的傳播速度則可算出液體介質速度，再加上對管徑的測量，則得出瞬時流量。

2.2利用冷源控制系統的初步診斷

由于所研究辦公樓有著完備的空調冷源操作監測系統，其監測的水流量為整個系統問題的初步診斷提供有力幫助。根據對監測數據的分析，最先發現當開啟一臺額定流量為270m3/h冷凍水循環泵時，主樓流量多半在250m3/h左右，裙樓流量在30~50m3/h左右，隨著天氣溫度的升溫，當開2臺冷凍水循環泵時，主樓流量處于390m3/h左右，而裙樓流量也達到將近90m3/h左右，由于裙樓僅為1~4層的供冷，其中2~4層處于裝修施工階段，并未開啟空調，故裙樓現階段主要負荷來自于一層門廳，經計算，一層所使用的立式空氣處理機組額定流量約為15m3/h，遠小于監測到的90m3/h，因此懷疑是否2~4層也開啟空調。最后調查發現，2~4層并未開啟空調，當關閉2~4層空氣處理機組手閥時，空調冷源操作監測系統上裙樓流量降為19m3/h左右。因此，基本可判定2~4層空氣處理機組電動閥工作異常。

2.3冰蓄冷系統電動閥診斷

第1節中發現的“在單獨供冷模式下，蓄冰槽進出水溫差達到10℃以上”問題是本次調試中發現的第二個問題。由于冰蓄冷系統未納入空調冷源操作監測系統監測范圍，所以對于之前出現的冰蓄冷失敗問題我們主要通過手動記錄冰蓄冷系統的相關參數進行分析。在單獨供冷模式下，由于載冷介質乙二醇不經過蓄冰槽，直接和板式換熱器進行換熱，所以蓄冰槽進出水流量應為零，顯然，因為沒有和蓄冰槽內介質進行換熱，故進出水溫差也應為零，但通過記錄蓄冰槽進出水溫度發現，其溫差竟然達到10℃，同時，也發現水壓表也有一定讀數，所以基本可以判定在單獨供冷模式下，有一定量乙二醇泄露流進蓄冰槽內，也就是V2調節閥可能未關嚴，此閥門問題在下文會繼續交代。

2.4水系統電動閥診斷

對于上述問題，多半把矛頭直指乙二醇環路中的電動閥的泄露上，為解決此問題，本次調試利用JGTUC-2000S型便攜式超聲波流量計對V1~V7電動閥所在管段逐一進行流量測試，最終再根據測試數據對各電動閥進行診斷分析。

2.4.1測試流程

由于該辦公樓采用的是冷水機組和冰蓄冷系統結合的供冷方式，所以和傳統供冷方式不同的是該系統有5種運行模式，分別是：主機單獨供冷、主機蓄冰、主機蓄冰同時供冷、融冰供冷和聯合供冷。為更好的反映所有電動閥的啟停閉合情況，因此對所有5個運行模式均進行測試，同時，考慮到拆裝流量計和移動設備的復雜性，故沒有分別按5個運行模式逐一對V1~V7電動閥相應管段進行測試，而是以V1~V7電動閥相應管段為測試主體，逐一改變5個不同運行模式，這樣不但節省拆裝轉移設備的時間，也跳出常規思維，更容易找出問題根源。具體測試流程如下：1）開啟1~2#蓄冰槽和1#制冷機的手閥，同時將乙二醇環路其他部分（包括乙二醇初級循環泵B-1、蓄冰時供冷泵B-2和板換）手閥開啟；2）對V1~V7閥門對應管段保溫層進行切割，做好測量準備；3）對使用儀器進行校核，在開啟水泵之前利用流量計進行測試，如測量數據為0，暫可判定儀器正常；4）按照規定正常啟動“主機單獨供冷”模式（冷水機組、冷卻泵、冷卻塔和冷凍泵可不開啟），開啟1#乙二醇初級泵B-1，待系統穩定5分鐘后，測量V1閥門管段的流量情況并做好記錄，然后依次調節為“融冰供冷”、“聯合供冷”、“主機蓄冰”和“主機蓄冰同時供冷”（此模式需開啟1#蓄冰時供冷泵B-2，切換模式則關閉此泵，下同），并測量流量；5）參考上述方法，依次對V2~V7閥門對應管段進行測量記錄。6）5種運行模式對應的泵和電動閥的動作情況見表1。

2.4.2測試結果

按照上述測試流程，最終記錄測試結果見表2。根據2表測試結果，得出以下結論：1）所有運行模式，總流量均在180~210m3/h，遠低于水泵250m3/h的額定流量，這也導致制冷系統制冷效果差和無法蓄冰現象的產生。2）V1和V2調節閥有6%~8%的泄漏率，整體動作正常，泄漏率高于設計規定的2%；3）V7關斷閥在每個運行模式下均有8~10m3/h的泄露；4）在“主機蓄冰同時供冷”運行模式下，V5和V6調節閥均測出70m3/h的流量，但實際情況為V5關閉，V6開啟（預測情況為V5開啟和V6關閉）。

2.5循環泵止回閥診斷

經過上述診斷方法，在調試過程中基本發現大部分電動閥動作不到位或異常問題，而總流量始終小于循環泵額定流量的問題經推斷應為循環泵止回閥泄露導致，當僅開啟部分循環泵時，可能在各循環泵間形成小的環流，從而影響整體流量，為驗證該想法，因此制定一套測試方法。

2.5.1測試流程

該測試僅需開啟不同數量的乙二醇循環泵，查看不同測點間的流量即可做出準確判定。

2.5.2測試結果

按照上述測試流程，最終記錄測試結果見表3。根據表3測試數據，可得出如下結論：1）根據3#測點數據可知，在其未開啟時仍有一定流量，顯然說明止回閥有一定泄露，導致其他泵出水流量有部分分流進來。同樣，這種情況也會出現在其他3臺乙二醇循環泵上，這也是總流量比額定流量要小的原因之一；2）根據1#測點數據可知，總流量并未隨著開啟的乙二醇循環泵的臺數增加而線性增加，除開實測管段較短，且有彎段，給超聲波流量計帶來的一定誤差，這數據也表示4臺乙二醇循環泵回流現象明顯。

3總結

在實際應用過程中，往往由于施工疏忽與不到位和部分部件的質量問題，閥門的閥位于反饋信號不一致、電動閥桿不能達到很好的自鎖性能和電動閥門控制觸點對應不準確的情況時有發生，從而導致關閉的閥門有滲漏現象，這在一定程度上影響了制冷系統的系統效率，所以對中央空調水系統進行必要的診斷調試很有必要，不但能有效提高整個系統的綜合效率，降低空調系統的運行能耗，也能使整個空調系統處于最優運行方式，給人帶來更好的舒適感。這次工作所取得的結論如下：1）電動調節閥、止回閥會產生泄漏，泄漏量可能超過10%；2）閥門的泄漏對系統的運行產生明顯的影響，降低制冷（熱）能力，增加能耗；3）越是復雜的系統，如冰蓄冷系統，閥門泄漏對系統運行的影響越大；4）在制冷系統運行前進行調試很有必要，很大程度上能減少對后期運行效果的影響。

參考文獻

[1]姬鵬先，黃勇軍，張亞東.手持式超聲波流量計在中央空調水系統中的應用[J].制冷與空調，2006(1):69–70